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단일 칩 마이크로 컨트롤러라고도 하는 단일 칩 마이크로 컨트롤러는 하나의 칩이 어떤 논리적 기능을 수행하는 것이 아니라 하나의 컴퓨터 시스템을 하나의 칩에 통합한다.
단일 칩 참고 문헌
[1] 첸. 편집장 유. 단일 칩 마이크로 컴퓨터의 원리와 응용. 베이징: 베이징 이공대 출판사, 2007.
[2] 심메명. 편집: 온동경. PC 어셈블리 언어 프로그래밍. 베이징: 칭화대 출판사, 1994.
[3] 장 등. 마이크로컴퓨터는 자주 하드웨어 및 소프트웨어 기술 속찰 수첩을 사용한다. 베이징: 베이징 희망 컴퓨터회사, 1994.
강 등. 컴퓨터 제어 원리 및 응용. Xi' an: 서안 전자과학기술대학 출판사, 1999.
역사를 발전시키다
마이크로컨트롤러는 197 1 년, SCM, MCU, SoC 의 세 단계를 거칩니다. 초기 SCM 마이크로컨트롤러는 모두 8 비트 또는 4 비트였다. 가장 성공적인 것은 인텔의 805 1 을 개발한 다음 805 1 에서 MCS5 1 시리즈 MCU 시스템을 개발하는 것입니다. 이 시스템을 기반으로 한 단일 칩 마이크로 컴퓨터 시스템은 여전히 널리 사용되고 있다. 산업 통제 분야의 요구가 높아지면서 16 비트 단일 칩 마이크로 컴퓨터가 등장했지만 가격 대비 성능이 좋지 않아 널리 활용되지 못했습니다. 90 년대 이후 소비자 전자제품이 크게 발전함에 따라 단일 칩 마이크로 컴퓨터 기술이 크게 향상되었다. INTEL i960 시리즈, 특히 향후 ARM 시리즈가 널리 보급됨에 따라 32 비트 단일 칩 마이크로 컴퓨터가 16 비트 단일 칩 마이크로 컴퓨터의 하이엔드 지위를 빠르게 대체하여 주류 시장에 진출했습니다.
기존의 8 비트 단일 칩 마이크로 컴퓨터의 성능도 빠르게 향상되어 처리 능력이 1980 년대보다 수백 배 향상되었으며, 최고급 32 비트 Soc 단일 칩 클럭 속도는 이미 300MHz 를 초과했으며, 성능은 90 년대 중반의 전용 프로세서를 따라잡았고, 일반 모델 공장 가격은 이미 1 달러로 떨어졌고, 최고급 모델은1에 불과했다.
현대의 단일 칩 시스템은 더 이상 베어 메탈 환경에서만 개발되고 사용되는 것이 아니라, 대량의 전용 임베디드 운영 체제가 모든 시리즈의 단일 칩에 널리 사용되고 있습니다. 핸드헬드 및 휴대 전화의 핵심으로 처리되는 하이엔드 단일 칩 마이크로 컴퓨터에서는 전용 Windows 및 Linux 운영 체제를 직접 사용할 수도 있습니다.
주요 단계
초기
마이크로 컨트롤러는 마이크로 컨트롤러의 무대이며, 주로 단일 임베디드 시스템의 최상의 아키텍처를 찾는 것입니다. "혁신 모델" 의 성공은 단일 칩 마이크로 컴퓨터와 범용 컴퓨터가 완전히 다른 발전의 길을 마련했습니다. 인텔은 임베디드 시스템의 자체 개발에 큰 기여를 했습니다.
중기 발전
MCU 는 마이크로컨트롤러 장치의 단계이며, 주요 기술 발전 방향은 임베디드 애플리케이션 요구 사항을 충족하는 다양한 주변 회로 및 인터페이스 회로를 확장하여 지능형 제어 기능을 강조하는 것입니다. 관련된 분야는 모두 대상 시스템과 관련이 있기 때문에 MCU 개발의 중임은 불가피하게 전기 전자 기술 업체에 떨어질 수밖에 없다. 이에 따라 인텔이 점차 MCU 를 페이드하는 것도 객관적인 요인이 있는 것으로 보인다. MCU 개발 중 가장 유명한 제조업체는 필립스입니다.
Philips 는 임베디드 어플리케이션의 큰 장점으로 MCS-5 1 을 단일 칩에서 마이크로컨트롤러로 빠르게 발전시켰습니다. 따라서 임베디드 시스템의 발전 경로를 검토할 때 인텔과 필립스의 역사적 업적을 잊지 마십시오.
당대의 동향
SoC 임베디드 시스템 (온칩 시스템) 이 MCU 단계로 자율적으로 발전하는 중요한 요소 중 하나는 온칩 애플리케이션 시스템의 최대화 솔루션을 찾는 것입니다. 따라서 전용 단일 칩 마이크로 컴퓨터의 발전은 자연히 SoC 의 추세를 형성했다. 마이크로 일렉트로닉스 기술, IC 디자인 및 EDA 도구가 발전함에 따라 SoC 기반 단일 칩 마이크로 컴퓨터 응용 시스템 설계가 크게 발전 할 것입니다. 따라서 단일 칩 마이크로 컴퓨터에 대한 이해는 단일 칩 마이크로 컴퓨터와 단일 칩 마이크로 컴퓨터에서 단일 칩 마이크로 컴퓨터 응용 시스템으로 확장 될 수 있습니다.
조기 발전
197 1 년, 인텔은 세계 최초의 4 비트 마이크로프로세서를 개발했습니다. 인텔의 호프는 세계 최초의 4 비트 마이크로프로세서 칩인 인텔 4004 를 성공적으로 개발해 1 세대 마이크로프로세서의 출현, 마이크로프로세서와 마이크로컴퓨터 시대의 시작을 알렸다. 마이크로프로세서가 발명되었기 때문에 호프는 이코노미스트 잡지에' 제 2 차 세계대전 이후 가장 영향력 있는 7 명의 과학자' 중 한 명으로 등재되었다.
197 1 년 1 1 월, 인텔은 MCS-4 마이크로컴퓨터 시스템 (400/kloc 포함) 을 출시했습니다.
1972 년 4 월 호프 등은 최초의 8 비트 마이크로프로세서인 인텔 8008 을 개발했습니다. 8008 은 P 채널 MOS 마이크로프로세서를 채택하고 있기 때문에 1 세대 마이크로프로세서에 속한다.
1973 인텔은 8 비트 마이크로프로세서 8080 을 개발했습니다. 1973 년 8 월 호프 등은 P 채널 대신 N 채널 MOS 회로를 사용하는 8 비트 마이크로프로세서 인텔 8080 을 개발하여 2 세대 마이크로프로세서가 탄생했습니다.
클럭 속도 2MHz 의 8080 칩은 8008 보다 10 배 빠르며 64KB 메모리에 액세스할 수 있습니다. 6 미크론 기술을 기반으로 한 6,000 개의 트랜지스터를 사용하며 처리 속도는 0.64 MIPS (초당 백만 개의 명령어) 입니다.
1975 년 4 월 MITS 는 375 달러, 메모리 1KB 가격으로 최초의 범용 Altair 8800 을 발표했습니다. 이것은 세계 최초의 마이크로컴퓨터이다.
1976 년, 인텔은 MCS-48 시리즈 8 비트 단일 칩 마이크로 컴퓨터를 개발했습니다.
Zilog 1976 에서 개발한 Z80 마이크로프로세서는 마이크로컴퓨터와 산업용 자동 제어 장비에 널리 사용되고 있습니다. 당시 지로그, 모토로라, 인텔은 마이크로프로세서 분야의 세 가지 기둥이었다.
1980 년대 초 인텔은 MCS-48 시리즈 마이크로 컨트롤러를 기반으로 MCS-5 1 시리즈 8 비트 프리미엄 마이크로 컨트롤러를 출시했습니다. MCS-5 1 시리즈 단일 칩 마이크로 컴퓨터는 칩 내 RAM 용량, I/O 포트 기능 및 시스템 확장 면에서 크게 향상되었습니다.
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요약
과거에 교사 중심의 단일 칩 과정은 너무 포괄적이어서 학생들은 학습 과정에서 많은 지식점을 받아들일 수 없었다. 본 과정의 프로젝트화와 모듈식 개혁의 결합을 통해 교육 내용과 자원을 합리적으로 배정하고, 초보자의 입문 문턱을 낮추고, 학생들의 관심 지향을 유도하며, 학습자가 자발적으로 지식을 얻으려는 의지를 크게 높였으며, 본 과정의 교육 효과를 크게 향상시켰다.
모듈식 교육 프로젝트 중심 교육개혁
"단일 칩 기술" 과정은 본과 대학의 전자정보류 전공을 위한 필수 과목이다. 본 과정은 전자 기술, 프로그래밍 언어 및 컴퓨터 이론 지식을 기반으로 하는 전문 응용형 종합 과정입니다. 이상의 특징에 근거하여 초보자는 왕왕 단편기 이론 지식을 정확하게 파악하기가 어려워 초보자의 학습난을 초래한다. 그러나 다년간의 교학 경험을 통해 이런 수업은 응용성과 실용성이 매우 강하다. 프로젝트식 교육은 학생들의 학습 흥미를 촉진시킬 수 있고, 모듈식 교육 설계는 초보자의 입문 문턱을 낮출 수 있다. 두 가지 교수 방법의 결합은 이 과정의 교수 효과를 현저히 높였다.
1, 단일 칩 프로젝트 중심 교수법
과거 단일 칩 마이크로 컴퓨터의 교수 모델은 교사 중심이었고, 교사는 교재나 교과 개요에 따라 교실에서 이론 원리와 지식 포인트를 단계적으로 강의했다. 교실 수업은 중심이고, 학생들의 학습은 수동적으로 받아들여진다. 지식이 전면적이고 이론이 심오하기 때문에, 학생들은 학습 흥미가 높지 않고, 실천 기회가 부족하며, 교육 효과가 보편적으로 이상적이지 않다. 프로젝트 중심 교수법은 학생을 주체로 하고, 교사가 주도하며, 실제 응용을 근본 목표로 특정 프로젝트를 중심으로 교육 콘텐츠 체계를 구축하고, 교사와 학생이 함께 참여하여 특정 프로젝트를 완성하는 교육 활동을 하는 것이다. 요점은 최종 결과가 아니라 프로젝트 완료 과정에 있다. 프로젝트의 교육 및 구현 과정에서 학생들은 필요에 따라 배우고 자율적으로 실천한다. 프로젝트 실천 과정에서 학생들은 지식을 이해하고, 기술을 익히고, 참여적인 창의적 실천이 되는 법을 배우고, 문제를 분석하고, 문제를 해결할 수 있는 능력을 배양한다. 단일 칩 마이크로 컴퓨터 프로젝트 교수법의 도입은 기존의 교육 조직 배치를 깨고, 프로젝트 개발 단계를 교육 내용으로 하고, 과정 내용을 작은 프로젝트로 분해하고, 프로젝트 소개에서 프로젝트 분석에 이르기까지 임무 분해에 이르기까지, 지식 포인트에 이르기까지 최종 지식 포인트 적용에 대해 설명합니다. 원래 교육 계획의 단일 칩 마이크로 컴퓨터 지식 포인트를 특정 프로젝트 개발 과정에 삽입하다. 여기에는 소프트 플랫폼 구축부터 프로젝트 개발, 프로젝트 완료에 이르는 일련의 교육 활동이 포함되며, 이를 통해 학생들은 수동적인 학습에서 능동적인 학습으로 전환할 수 있습니다. 이런 식으로, 우리는 이전 교육 체계의 지식 내용을 몇 개의 엔지니어링 프로젝트로 전환한 다음, 이러한 엔지니어링 프로젝트의 임무 개발을 둘러싸고 동시에 교수를 진행하여 학생들이 구체적인 업무 목표를 가지고 교육 업무를 전개할 수 있게 하였다. 학생들의 학습 열정과 혁신 능력을 자극하고 학생들의 학습 적극성을 동원하는 데 유리하다. 이 모든 과정에서 학생들은 교과 과정의 지식 요구 사항을 잘 파악할 수 있으며, 혁신적인 탐구를 경험하는 과정에서 문제 분석, 문제 해결 능력 및 팀워크를 배양할 수 있습니다.
모듈 형 마이크로 컨트롤러 교수법.
모든 복잡한 시스템은 기본적인 기능을 갖춘 기능 모듈 회로로 구성되며, 단일 칩 마이크로 컴퓨터 응용 시스템도 일반적으로 CPU 시스템, 인터럽트 시스템, I/O 포트 등으로 구성됩니다. 동시에 복잡한 회로 시스템은 단일 기능을 가진 여러 모듈 회로로 분해될 수 있습니다. 이 아이디어에 따르면, 우리는 또한 단일 칩 시스템의 기능 모듈 회로부터 시작할 수 있다. 학생들의 인지법칙과 단일 칩 마이크로 컴퓨터의 공통된 원리를 배우는 방법에 따라, 우리는 단일 칩 마이크로 컴퓨터의 교육 모듈을 여러 부분으로 나누는데, 각 부분마다 전용 모듈 [3] 이 있다. 프로그램 기능 섹션 및 하드웨어 섹션과 같은 하드웨어 회로 설계 부분에서 모듈식 설계가 이루어지고 단일 칩 마이크로 컴퓨터의 각 기능 모듈이 독립형 구조도로 나타납니다. 우리는 단일 칩 마이크로 컴퓨터의 하드웨어를 기능별로 키보드 모듈, 디지털 튜브 디스플레이 모듈, 센서 제어 모듈, 모듈 변환 모듈, 디스플레이 모듈 및 통신 모듈로 나눕니다 (그림 1 참조). 각 모듈은 빵판에 예약된 커넥터를 통해 시스템 보드에 연결한 다음 리본 케이블을 통해 원하는 시스템으로 조립됩니다. 교육 과정에서 다양한 하드웨어 기능 모듈 회로를 지속적으로 수집하여 작동 방식, 성능 특성, 특정 기능 및 사용 방법을 파악하고 시스템을 부품으로 분해하고 자체 하드웨어 모듈 라이브러리를 구축해야 합니다. 학생들에게 다른 사람의 설계 사례, 논문 및 관련 서적에서 기능 모듈 회로를 수집하고 분석하는 법을 가르쳐 자신의 기능 모듈 회로 라이브러리를 지속적으로 풍부하게 합니다. 시간이 지남에 따라 학생들은 자신의 단일 칩 시스템 설계 능력이 점점 더 강해지고 있다고 느낄 것이다. 마지막으로, 모듈 분해 과정에서 각 모듈의 기능은 가능한 구체적이어야 하며, 연결은 가능한 한 간단해야 하며, 모듈을 독립적으로 만들어 실제 모듈의 교육을 용이하게 해야 합니다.
3. 요약
새로 설립된 본과 대학은 응용형 교수를 지향하여 응용형 혁신 인재를 양성하는 것을 목표로 한다. 이를 바탕으로 프로젝트 중심 교육과 모듈식 교육을 주선으로 하고, 실제 응용을 목표로 하는' 단일 칩 기술' 교육 개혁 사고를 통해 학생들이 프로젝트 모듈화 과정에서 점진적으로 나아갈 수 있도록 할 수 있다. 이런 교수법은 무미건조한 설교 방식에서 벗어나 학생들이 구체적인 디자인 프로젝트의 작업 환경에서 쉬운 상태로 학습에 투입할 수 있게 한다. 사고력, 실무능력, 학습능력, 팀워크 능력이 눈에 띄게 향상되었다. 모듈식 학습 과정에서 축적된 다양한 회로 시스템 모듈은 학생들이 과학 기술 혁신을 실천하고 대학생 혁신 창업훈련에 참여하는 중요한 모듈 라이브러리의 건설을 촉진하여 학생들의 주동성과 성취감을 불러일으켰다. 프랑스 문화교육자 스펀거는 교육의 궁극적인 목적은 이미 있는 것을 가르치는 것이 아니라 창의력을 유발하는 것이라고 말했다. 이 과정의 교육 개혁은 이 방향으로 발전하고 있다.
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